JP2007008152A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の色の像担持体を走査するレーザ光を検出するレーザ光検出部が使用できない場合にも、その特定の色についての倍率補正を行える。
【解決手段】レーザ光が照射される感光体の主走査線上の所定の位置における検出時刻を検出する光センサ１０５Ｃ，１０５Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｋと、光センサ１０５Ｃ，１０５Ｋによる検出時刻と光センサ１０６Ｃ，１０６Ｋによるの時間差を計測する時間差計測部１０７−１，１０７−２と、計測された時間差に基づいて画像信号のタイミングを変化させることにより主走査方向の倍率を補正する倍率補正制御部１１０Ｙ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｋとを備え、倍率補正制御部１１０Ｙ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｋは、所定の色と異なる色に対応する前記画像信号のタイミングを、所定の色に対して計測された時間差に基づいて変化させることにより、主走査方向の倍率を補正する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、レーザプリンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置および画像形成方法に関し、詳細にはレーザビームにより像担持体上に形成される画素の主走査方向の位置を補正する技術に関する。

レーザプリンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置は、画像信号により変調された光束を偏向反射する光偏向器（ポリゴンミラー）と、この光偏向器による偏向光束の走査により画像が書込まれる像担持体とを有してなる光書込み装置あるいは光走査装置を備えている。上記光束を発生する手段としては、一般的に半導体レーザなどのレーザ光源が用いられる。また、カラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、例えばＹ，Ｃ，Ｋ，Ｍからなる４色のカラー画像信号により、それぞれレーザビームを変調し、４つの被走査面にＹ，Ｃ，Ｋ，Ｍの画像を形成している。これらのカラー画像は記録紙等の被転写体に転写されて重ね合わされ、カラー画像が形成される。

この画像形成装置によれば、光偏向器で等角速度偏向されたレーザビームを等線速度に変換するためのｆθレンズとして特にプラスチックレンズを用いた場合には、プラスチックの線膨張係数が比較的大きいことから、環境温度の変化や、装置内温度の変化などによるプラスチックレンズの形状、屈折率の変化によるビームスポットずれが無視できなくなる。また、レーザビームの波長の変化、ばらつきなどにより、各々のビームにおいて屈折率が変化し、これによるビームスポットずれが無視できなったりしたときに、像担持体の像面での走査位置が変化して主走査方向の倍率誤差が発生し、高品位の画像が得られなくなるという問題がある。

そこで、このような問題を解決するために、例えば、特許文献１に開示されているように、主走査方向の有効書込み領域外の先端側（走査開始側）、後端側（走査終了側）でレーザビーム検知手段によりレーザビームを検知し、先端側のレーザビーム検知手段で検知してから後端側のレーザビーム検知手段で検知するまでの時間を計測し、計測結果に応じて画像信号を構成する画素を書き込むためのクロックの周波数及び位相を変化させ、各レーザビームの走査倍率を補正することにより、環境温度の変化や、装置内温度の変化等によって発生する画像の倍率誤差、色ずれを補正するようにした画像形成装置が提案されている。

図３０は、このような画像形成装置におけるレーザビーム走査装置の構成を示す図である。このレーザビーム走査装置は、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）の各レーザダイオード（以下ＬＤという）１０９Ｙ，１０９Ｃ，１０９Ｋ，１０９Ｍと、Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍの各画像信号に合わせてをＬＤ１０９Ｙ，１０９Ｃ，１０９Ｋ，０１９Ｍを点灯させるためのＬＤドライバボード１１２Ｙ，１１２Ｃ，１１２Ｋ，１１２Ｍと、ＬＤ１０９Ｙ，１０９Ｃ，１０９Ｋ，１０９Ｍから放射されたレーザビームを平行光束化するコリメートレンズ１１３Ｙ，１１３Ｃ，１１３Ｋ，１１３Ｍと、コリメートレンズ１１３Ｃ，１１３Ｋで平行光束化されたレーザビームを反射させて方向を変えるミラー１１４Ｃ，１１４Ｋと、コリメートレンズ１１３Ｙ，１１３Ｍを通ったレーザビーム及びミラー１１４Ｃ，１１４Ｋで反射されたレーザビームを等角速度偏向するポリゴンミラー１０２と、ポリゴンミラー１０２で偏向されたＹ及びＣのレーザビームの等角速度／等線速度変換を行うｆθレンズ１０３−１と、ポリゴンミラー１０２で偏向されたＫ及びＭのレーザビームの等角速度／等線速度変換を行うｆθレンズ１０３−２と、Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍの感光体（像担持体）１０４Ｙ，１０４Ｃ，１０４Ｋ，１０４Ｍと、ｆθレンズ１０３−１，１０３−２を透過したレーザビームを感光体１０４Ｙ，１０４Ｃ，１０４Ｋ，１０４Ｍの方向へ反射させる折り返しミラー１１５Ｙ，１１５Ｃ，１１５Ｋ，１１５Ｍと、折り返しミラー１１５Ｙ，１１５Ｃ，１１５Ｋ，１１５Ｍで反射されたレーザビームの主走査方向の先端部及び後端部を検知するレーザビーム検出手段としての光センサ１０５Ｙ，１０５Ｃ，１０５Ｋ，１０５Ｍ、１０６Ｙ，１０６Ｃ，１０６Ｋ，１０６Ｍが備えられている。これらの光センサは、フォトダイオード、フォトトランジスタあるいはこれらの周辺回路と一体となったフォトＩＣからなる。

図３１は図３０に示すレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。図３１において、レーザビームが走査されることにより、光センサ１０５Ｙ，１０５Ｃ，１０５Ｋ，１０５Ｍ及び１０６Ｙ，１０６Ｃ，１０６Ｋ，１０６ＭがそれぞれＹ，Ｃ，Ｋ，Ｍのレーザビームの先端及び後端を検知してレーザビーム先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｙ，ＤＥＴＰＰ１Ｃ，ＤＥＴＰＰ１Ｋ，ＤＥＴＰＰ１Ｍ及びレーザビーム後端検知信号ＤＥＴＰ２Ｙ，ＤＥＴＰ２Ｃ，ＤＥＴＰ２Ｋ，ＤＥＴＰ２Ｍを生成し、これらのレーザビーム検知信号が時間差計測部１０７Ｙ，１０７Ｃ，１０７Ｍ，１０７Ｋへ送られる。時間差計測部１０７Ｙ，１０７Ｃ，１０７Ｍ，１０７Ｋは、光センサ１０５Ｙ，１０５Ｃ，１０５Ｋ，１０５Ｍからのレーザビーム先端検知信号（以下、先端検知信号と言う）ＤＥＴＰ１Ｙ，ＤＥＴＰ１Ｃ，ＤＥＴＰ１Ｋ，ＤＥＴＰ１Ｍと光センサ１０６Ｙ，１０６Ｃ，１０６Ｋ，１０６Ｍからのレーザビーム後端検知信号（以下後端検知信号と言う）ＤＥＴＰ１Ｙ，ＤＥＴＰ１Ｃ，ＤＥＴＰ１Ｋ，ＤＥＴＰ１Ｍとの時間差を測定し、平均化するなどの算術機能を有し、図示されていない制御装置（ＣＰＵ）からの設定タイミング信号に応じて測定／演算を行い、測定／演算結果を倍率補正制御部１１０Ｙ，１１０Ｃ，１１０Ｋ，１１０Ｍへ送る。

倍率補正制御部１１０Ｙ，１１０Ｃ，１１０Ｋ，１１０Ｍは、制御装置（ＣＰＵ）から設定された書込クロック周波数及び位相調整値の初期設定値又は／及び現在の設定値を記憶する記憶部を有している。そして、倍率補正制御部１１０Ｙ，１１０Ｃ，１１０Ｋ，１１０Ｍは、書込クロックの周波数の変化によって主走査方向の画像倍率が変化することを利用して、また書込クロックの位相の変化によって、書込みクロックの周波数の調整単位（１主走査）よりも微小な単位で主走査方向の画像倍率が変化することを利用して、時間差計測部１０７Ｙ，１０７Ｃ，１０７Ｍ，１０７Ｋでの測定／演算結果に応じた最適な書込クロック周波数及び位相調整値を算出する機能を有している。また、倍率補正制御部１１０Ｙ，１１０Ｃ，１１０Ｋ，１１０Ｍは、書込クロック周波数を固定して、時間差計測部１０７Ｙ，１０７Ｃ，１０７Ｍ，１０７Ｋでの測定／演算結果に応じた最適な位相調整値を算出する機能を有すると共に、前記位相調整値と制御装置（ＣＰＵ）から設定された基準値を比較する機能を有し、制御装置（ＣＰＵ）の設定により、書込クロック設定及び位相調整を実施する制御信号を書込クロック生成回路（書込クロック生成部）１０８Ｙ，１０８Ｃ，１０８Ｋ，１０８Ｍへ送る。

書込クロック生成回路１０８Ｙ，１０８Ｃ，１０８Ｋ，１０８Ｍは、図示されていない発振器からのクロックを受けて、Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍの画像信号を書込むための書込クロックＰＣＬＫＹ，ＰＣＬＫＣ，ＰＣＬＫＫ，ＰＣＬＫＭのｎ倍の周波数のＰＬＬ発振クロックを生成する周波数変調部と、同期検知信号としての先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｙ，ＤＥＴＰ１Ｃ，ＤＥＴＰ１Ｋ，ＤＥＴＰ１Ｍに同期してＰＬＬ発振クロックをｎ分周し、先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｙ，ＤＥＴＰ１Ｃ，ＤＥＴＰ１Ｋ，ＤＥＴＰ１Ｍに同期した書込クロックＰＣＬＫＹ，ＰＣＬＫＣ，ＰＣＬＫＫ，ＰＣＬＫＭを生成する機能及び上記ＰＬＬ発振クロックの半周期の整数倍量を書込クロックＰＣＬＫＹ，ＰＣＬＫＣ，ＰＣＬＫＫ，ＰＣＬＫＭの特定周期に加減することで、１画素単位で書込クロック周期をシフトする機能を有する位相制御部とからなっている。また、書込クロック生成回路１０８Ｙ，１０８Ｃ，１０８Ｋ，１０８Ｍは、上記倍率補正制御部１１０Ｙ，１１０Ｃ，１１０Ｋ，１１０Ｍの制御を受けて書込クロックＰＣＬＫＹ，ＰＣＬＫＣ，ＰＣＬＫＫ，ＰＣＬＫＭの生成及び位相調整を実行する。

書込クロック生成回路１０８Ｙ，１０８Ｃ，１０８Ｋ，１０８Ｍにて周波数可変及び位相可変による主走査の画像倍率補正がなされた書込クロックＰＣＬＫＹ，ＰＣＬＫＣ，ＰＣＬＫＫ，ＰＣＬＫＭは、光ビーム発生手段駆動部としてのＬＤ変調装置（ＬＤドライバ）１０１へ送られる。ＬＤ変調装置１０１は、ＬＤ１０９Ｙ，１０９Ｃ，１０９Ｋ，１０９Ｍの点灯を書込クロック生成回路１０８からの書込クロックＰＣＬＫＹ，ＰＣＬＫＣ，ＰＣＬＫＫ，ＰＣＬＫＭに同期させた画像信号に応じて制御する。従って、ＬＤ１０９Ｙ，１０９Ｃ，１０９Ｋ，１０９Ｍから画像信号に応じて変調されたレーザビームが放射され、このレーザビームがポリゴンミラー１０２により偏向され、ｆθレンズ１０３を通り、感光体１０４Ｙ，１０４Ｃ，１０４Ｋ，１０４Ｍ上を走査することになる。

特開２００３−１８５９５３号公報

しかしながら、上記従来の画像形成装置では、LD、レンズ、ミラー、ハウジング等からなる光学系（以下、光学系）にかかる熱が不均一であるため、Y,C,M,Kの全ステージに倍率補正制御を行うための時間差計測装置を備えているので、部品点数が多くなるという問題があった。また、ある色の像担持体（感光体）を走査するレーザビームの先端又は後端を検出する光センサが故障する等の原因で、時間差計測部が正確な時間差データを取得できなかった場合は、それを交換する迄は時間差計測部から時間差データが得られないため、その色については倍率補正動作ができないという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、それぞれ異なる色に対応する画像信号により変調された複数のレーザビームを偏向制御して、複数の像担持体の各々に画像を形成し、各画像を転写して重ね合わせることにより、カラー画像を形成する画像形成装置において、各色の倍率補正制御を行うために必要な部品点数を低減することである。また、本発明の第２の目的は、ある色の感光体を走査するレーザビームを検出する光センサが故障したとしても、その色についての倍率補正を可能にすることである。

本発明は、異なる複数色のそれぞれに対応する画像信号により変調された複数のレーザ光を主走査方向に偏向制御して前記複数色のそれぞれに対応した複数の像担持体上に照射するレーザ光走査部と、前記複数の像担持体上に前記レーザ光が照射されることにより書込まれた潜像画像を可視化する複数の現像部と、可視化された潜像画像を被転写体に転写する転写部と、前記レーザ光が照射される前記像担持体の主走査線上の所定の位置における検出時刻を検出する第１のレーザ光検出部と、前記主走査線上の前記所定の位置と異なる位置における検出時刻を検出する第２のレーザ光検出部と、前記第１のレーザ光検出部による検出時刻と前記第２のレーザ光検出部による検出時刻の時間差を計測する時間差計測部と、計測された前記時間差に基づいて前記画像信号のタイミングを変化させることにより主走査方向の倍率を補正する倍率補正制御部と、前記第１のレーザ光検出部と前記第２のレーザ光検出部は、所定の色に対応した前記像担持体の近傍に設けられ、前記倍率補正制御部は、前記所定の色と異なる色に対応する前記画像信号のタイミングを、前記所定の色に対して計測された前記時間差に基づいて変化させることにより、前記主走査方向の倍率を補正することを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明は、上記画像形成装置において実行される画像形成方法である。

本発明によれば、特定の色の像担持体を走査するレーザ光を検出するレーザ光検出部が故障等により使用できない場合にも、その特定の色についての倍率補正が可能となるとともに、部品点数の減少を図ることができ、画像形成装置の製造コストの低減を図ることができる。

以下、第１〜第１０の実施形態にかかる画像形成装置ついて図面を参照して説明する。

第１の実施形態に係る画像形成装置について、〔Ａ〕画像形成装置の概略構成（図１）、〔Ｂ〕レーザビーム走査装置の電気的構成の概要及び倍率補正動作の概要（図２及び３）、〔Ｃ〕書込みクロック生成回路の構成及び動作（図４乃至７）、〔Ｄ〕レーザビーム走査装置の構成及び動作（図８及び９）、の順に説明する。

〔Ａ〕画像形成装置の概略構成（図１）
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。この画像形成装置はタンデム方式のフルカラー機であり、書込みユニット１と、書込みユニット１から４本のレーザビームＢ１〜Ｂ４が照射され、ＹＭＣＫ４色分の画像を形成する中間画像形成部２Ｙ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｍと、中間画像形成部２Ｙ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｍにて形成されたＹＭＣＫの画像が重ね合わされてフルカラー画像が形成される中間転写ベルト３と、中間転写ベルト３上のフルカラー画像を記録紙Ｐａに転写する二次転写装置４と、二次転写後の中間転写ベルト３をクリーニングするクリーニング装置５と、記録紙Ｐａに転写されたフルカラー画像を定着させる定着装置６とを備えている。中間画像形成部２Ｙ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｍは、中間転写ベルト３にＹ，Ｃ，Ｋ，Ｍの画像を順次重ね合わせられるように、中間転写ベルト３の搬送方向に沿って配置されている。また、中間画像形成部２Ｙ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｍと二次転写装置４との間の中間転写ベルト３に沿う位置には、中間転写ベルト３上のフルカラー画像の濃度を読取るための、光源７及び受光センサ８が配置されている。

書込みユニット１は、レーザビームを放射する光源としてＬＤを備えている。ＬＤに代えてＬＤアレイ、ＶＩＣＳＥＬ、ＬＥＤ、ＥＬ等を用いることもできる。各中間画像形成部２Ｙ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｍは、像担持体としての感光体（ドラム或いはベルト）２１と、その感光体２１を帯電させる帯電装置２２と、書込みユニット１からのレーザビームにより書込まれた潜像を可視化する現像装置２３と、現像装置２３で現像した可視像を中間転写ベルト３に転写する一次転写装置２４と、感光体に残っている可視像をクリーニングするクリーニング装置２５と、感光体を除電する除電装値２６とを備えている。

図１に示すように、画像形成動作を行うときは、各中間画像形成部２Ｙ，２Ｃ，２Ｋ，２Ｍ及び中間転写ベルト３は時計回りに回転し、記録紙Ｐａは右から左へ搬送される。まず、書込みユニット１から中間画像形成部２ＹにレーザビームＢ１が照射され、Ｙの画像が現像されて、中間転写ベルト３に転写される。次に、書込みユニット１から中間画像形成部２ＣにレーザビームＢ２が照射され、Ｃの画像が現像されて、中間転写ベルト３上のＹの画像に重ね合わせられ転写される。以下、同様にしてＫの画像、Ｍの画像が順次重ね合わせられ転写されることで、中間転写ベルト３上にフルカラー画像が転写される。このフルカラー画像は、二次転写装置４により記録紙Ｐａに転写され、定着装置６により定着されることで、記録紙Ｐａにフルカラー画像が形成される。このとき、受光センサ８で読取られた中間転写ベルト３上のフルカラー画像の濃度に応じて二次転写装置４における転写強度が制御される。

〔Ｂ〕レーザビーム走査装置の電気的構成（図２及び３）
図２はレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。ここで、Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍの電気的構成は同一であるため、その内の１つについてＹ，Ｃ，Ｋ，Ｍの符号を省略して示している。この図において、図３１と同一の構成要素には図３１で使用した符号を付した。

このレーザビーム走査装置は、画像信号に合わせて点灯するレーザビーム発生手段としてのＬＤ１０９と、ＬＤ１０９から放射され、図示されていないコリメートレンズにより平行光束化され、さらに図示されていないシリンダレンズにより集束されたレーザビームを主走査方向に等角速度で偏向する偏向手段としてのポリゴンミラー１０２と、ポリゴンミラー１０２で偏向されたレーザビームの等角速度／等線速度変換を行うｆθレンズ１０３と、ｆθレンズ１０３を通り、さらに図示されていないＢＴＬ（バレル・トロイダル・レンズ）を通ったレーザビームが照射される像担持体としての感光体１０４とを備えている。ここで、ポリゴンミラー１０２はポリゴンモータにより回転駆動され、感光体１０４はドラム状感光体やベルト状感光体などが用いられる。ＢＴＬは、主に副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等））を行う。感光体１０４の周りには、帯電手段としての帯電装置２２、現像部としての現像装置２３、転写手段としての一次転写装置２４、クリーニング手段としてのクリーニング装置２５、除電手段としての除電装置２６等が配置されており、通常の電子写真プロセスにより転写材としての記録紙上Ｐａに画像が形成される。

また、レーザビーム走査装置のレーザビームの主走査方向の先端部、後端部にはレーザビーム検出手段としての光センサ１０５、１０６が備えられており、ｆθレンズ１０３を透過したレーザビームが光センサ１０５、１０６に入射し検知されるように構成されている。光センサ１０５、１０６は本発明における第１のレーザビーム検出手段、第２のレーザビーム検出手段に対応する。光センサ１０５は主走査の開始タイミングに対応する同期検知信号となるレーザビーム走査同期信号の検知を行うための同期検知センサの役割も果たしている。なお、図２においては、複数備えられているレンズの代表としてｆθレンズ１０３のみを示している。

さらに、レーザビーム走査装置は、光センサ１０５、１０６がレーザビームを検出したときに生成する先端検知信号ＤＥＴＰ１、後端検知信号ＤＥＴＰ２の時間差の検出、及び平均化などの算術機能を有し、制御装置（ＣＰＵ）からの設定タイミングに応じて測定／演算を行い、その結果を書込クロック生成回路１０８へ送る時間差計測部１０７と、制御装置（ＣＰＵ）から設定された書込クロック周波数及び位相調整値の初期設定値又は／及び現在の設定値を記憶する記憶部を有し、時間差計測部１０７での測定／演算結果に応じた最適な書込クロック周波数及び位相調整値を算出する機能、又は／及び書込クロック周波数を固定して、時間差計測部１０７での測定／演算結果に応じた最適な位相調整値を算出する機能を有すると共に、前記位相調整値と制御装置（ＣＰＵ）から設定された基準値とを比較する機能を有し、制御装置（ＣＰＵ）の設定により、書込クロック設定及び位相調整を実施する制御信号を書込クロック生成回路１０８へ送る倍率補正制御部１１０と、図示されていない発振器からのクロックを受けて、書込クロックＰＣＬＫのｎ倍のクロックを生成する周波数変調部１０８−１と同期検知信号としての先端検知信号ＤＥＴＰ１に同期してＰＬＬ発振クロックをｎ分周し、先端検知信号ＤＥＴＰ１に同期した書込クロックＰＣＬＫを生成する機能及び上記ＰＬＬ発振クロック半周期の整数倍量を書込クロックの特定周期に加減することで、１画素単位で書込クロック周期をシフトする機能を有する位相制御部１０８−２とからなり、倍率補正制御部１１０の制御を受けて書込クロックの生成、及び位相調整を実行する書込クロック生成回路１０８と、書込クロック生成回路１０８からの周波数可変及び位相可変による主走査の画像倍率補正がなされた書込クロックＰＣＬＫに同期させた画像信号に応じてＬＤ１０９の点灯を制御するＬＤ変調装置１０１とを備えている。

以上の構成を有するレーザビーム走査装置の倍率補正動作の概要について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。まず、光センサ１０５、１０６がレーザビームを検出したときに生成する先端検知信号ＤＥＴＰ１、後端検知信号ＤＥＴＰ２を用いて、時間差計測部１０７にて時間差を計測すると共に、ＣＰＵからの設定タイミング信号に応じて測定／演算を行い、その結果を倍率補正制御部１１０へ送る（ステップＳ１）。次に、倍率補正制御部１１０にて、時間差計測部１０７での測定／演算結果に応じた最適な書込クロック周波数及び位相調整値を算出し、書込クロック設定及び位相調整を実行するための制御信号を書込クロック生成回路１０８へ送る（ステップＳ２）。次いで、書込クロック生成回路１０８にて、書込クロックの生成及び位相調整を実行する（ステップＳ３）。

〔Ｃ〕書込みクロック生成回路の構成及び動作（図４乃至７）
図４に示すように、書込みクロック生成回路１０８は、周波数変調部１０８−１と、位相調整部１０８−２とからなる。周波数変調部１０８−１はＰＬＬ回路１２２を具備しており、そのＰＬＬ回路１２２に対して発振器１２１から基準クロックｖｃｌｋが供給されると共に、倍率補正制御部１１０から分周データが供給され、基準クロックｖｃｌｋを分周データに基づいて分周したＰＬＬ発振クロックｒｅｆｃｌｋを出力する。位相調整部１０８−２は、ＰＬＬ回路１２２からＰＬＬ発振クロックｒｅｆｃｌｋが供給されると共に、倍率補正制御部１１０から位相データが供給され、ＰＬＬ発振クロックｒｅｆｃｌｋを位相データに基づいて移相した比較クロックを生成する比較クロック生成回路１２３と、ＰＬＬ発振クロックｒｅｆｃｌｋと比較クロックとを比較する比較回路１２４と、比較回路１２４の比較出力に基づいて、先端検知信号ＤＥＴＰ１に同期した書込クロックＰＣＬＫを生成する書込みクロック制御回路１２５とを備えている。

ここで、位相データはｆθレンズ１０３の特性により生ずる走査ムラを補正したり、ポリゴンミラー１０２の回転ムラによるドット位置ずれを補正したり、レーザビームの色収差によるドット位置ずれを補正したりするために、書込クロックＰＣＬＫの位相のシフト量を指示するためのデータで、数ビットのデジタル値で与えられる。

図５に示すように、書込みクロック制御回路１２５は、書込みクロックＰＣＬＫの基準となる高周波クロックである基準クロックＶＣＬＫを生成する発振器１２６と、基準クロックＶＣＬＫの立ち上がりで動作し、基準クロックＶＣＬＫをカウントするカウンタ１２７と、カウンタ１２７のカウント値と予め設定された値及び比較回路１２４（図４）から与えられた書込みクロックＰＣＬＫの遷移タイミングとして位相調整量を指示する比較出力とを比較し、比較結果に基づいて、カウンタ１２７にリセット信号を供給すると共に、制御信号ａ、制御信号ｂを生成して、画素クロック制御回路１２９へ供給する比較回路１２８と、制御信号ａ、ｂに基づいて遷移タイミングが制御された書込みクロックＰＣＬＫを生成する画素クロック制御回路１２９からなる。

次に図６−１、図６−２および図６−３のタイミングチャートを参照しながら書込みクロック制御回路１２５の動作について説明する。ここでは、書込みクロックＰＣＬＫは基準クロックＶＣＬＫの８分周とし、標準ではデューティ比５０％とする。図６−１は基準クロックＶＣＬＫの８分周に相当するデューティ比５０％の標準の書込みクロックＰＣＬＫを生成する様子を、図６−２は基準クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を進めた書込みクロックＰＣＬＫを生成する様子を、図６−３は基準クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８ クロックだけ位相を遅らせた書込みクロックＰＣＬＫを生成する様子を示したものである。

まず、図６−１について説明する。ここでは位相データとして「７」の値が与えられている。比較回路１２８には予め「３」が設定されている。カウンタ１２７は基準クロックＶＣＬＫの立ち上がりで動作しカウントを行う。比較回路１２８では、まずカウンタ１２７の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路１２９は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることから、時刻ｔ０のクロックの立ち上がりのタイミングで書込みクロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１２８では、与えられた位相調整量とカウンタ値とを比較し、一致したら制御信号ｂを出力する。図６−１では、カウンタ１２７の値が「７」になったところで、比較回路１２８は制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１２９は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることから、時刻ｔ１のクロックの立ち上がりのタイミングで書込み画素クロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、比較回路１２８では同時にカウンタ１２７をリセットさせ、再び０からカウントさせる。これにより、図６−１に示すように、基準クロックＶＣＬＫの８分周に相当するデューティ比５０％の書込みクロックＰＣＬＫを生成することができる。なお、比較回路１２８の設定値を変えれば、デューティ比が変化する。

次に図６−２について説明する。ここでは位相データとして「８」を与えている。カウンタ１２７は基準クロックＶＣＬＫのカウントを行う。比較回路１２８では、まずカウンタ１２７の値が「３」になったところで制御信号ａ出力する。画素クロック制御回路１２９は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることから、時刻ｔ０のクロックの立ち上がりのタイミングで書込みクロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１２８では、カウンタ１２７の値が与えられた位相調整量（ここでは「８」）と一致したら制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１２９は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることから、時刻ｔ２のクロックの立ち上がりのタイミングで書込みクロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、比較回路１２８では同時にカウンタをリセットさせ、再び０からカウントさせる。これにより、図６−２に示すように、基準クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を進ませた書込みクロックＰＣＬＫを生成することができる。

次いで図６−３について説明する。ここでは位相データとして「６」を与えている。カウンタ１２７は基準クロックＶＣＬＫのカウントを行う。比較回路１２８では、まずカウンタ１２７の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路１２９は、制御信号ａが”Ｈ”になっていることから、時刻ｔ０のクロックの立ち上がりのタイミングで書込みクロックＰＣＬＫを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。次に比較回路１２８では、カウンタ１２７の値が与えられた位相調整量（ここでは「６」）と一致したら制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路１２９は、制御信号ｂが”Ｈ”になっていることから、時刻ｔ３のクロックの立ち上がりのタイミングで書込みクロックＰＣＬＫを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、同時にカウンタ１２７をリセットさせ、再び０からカウントさせる。これにより、図６−３に示すように、基準クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を遅らせた書込みクロックＰＬＣＫを生成することができる。

なお、位相調整量を例えば書込みクロックＰＣＬＫの立ち上がりに同期させて与えることにより、書込みクロックＰＣＬＫの位相を１クロックごとに変化させることが可能となる。図７は、これを示したタイミング図である。

〔Ｄ〕レーザビーム走査装置の構成及び動作（図８及び９）
レーザビーム走査装置の４色分の構成及び動作について図８及び９を参照しながら説明する。これらの図において、図３０及び３１（従来装置）と同一又は対応する構成要素にはそれらの図で使用した符号を付した。

図８に示すように、本実施の形態に係るレーザビーム走査装置は、図３０に示す従来のレーザビーム走査装置から光センサ１０６Ｙ及び１０６Ｍ、即ち感光体１０４Ｙを走査するレーザビームの後端を検知する光センサ及び感光体１０４Ｍを走査するレーザビームの後端を検知する光センサを省略したものである。また、図９に示すように、時間差計測部１０７Ｙには、光センサ１０５Ｙで生成された先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｙと、光センサ１０６Ｃで生成された後端検知信号ＤＥＴＰ２Ｃとが入力され、それらの時間差に基づいて計測／演算を行い、時間差計測部１０７Ｍには、光センサ１０５Ｍで生成された先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｍと、光センサ１０６Ｋで生成された後端検知信号ＤＥＴＰ２Ｋとが入力され、それらの時間差に基づいて計測／演算が行われる。図８に示すように、感光体１０４Ｙを走査するレーザビームの光路と、感光体１０４Ｃを走査するレーザビームの光路とは近接している。この場合、２色間での温度変化による倍率変化量は小さいという実験データが得られているので、レーザビームの主走査方向の後端の位置を同一にしても、正確な倍率調整ができる。ＫとＭの関係についても同様である。

このように、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置は、レーザビームの主走査方向の後端を検知する光センサの数が現像装置の数（＝感光体の数）よりも少ない構成であるため、光センサの数を削減でき、コストダウンが可能である。また、光センセの数が少ないため、光センサの性能のバラツキによる色間での相対的な倍率補正精度の低下を防止できる。さらに、倍率補正手段として周波数変調手段と位相変調手段を適切に用いることによって適切に倍率補正を実現できる。

次に、第２の実施形態について説明する。
図１０及び１１はそれぞれ本発明の第２の実施形態に係るレーザビーム走査装置及びその電気的構成を説明するための図である。これらの図において、図８及び９と同一の構成要素にはそれらの図で使用した符号を付した。

図１０に示すように、本実施の形態に係るレーザビーム走査装置は、図８に示す第１の実施形態に係るレーザビーム走査装置から光センサ１０５Ｙ及び１０５Ｍ、即ち感光体１０４Ｙを走査するレーザビームの先端を検知する光センサ及び感光体１０４Ｍを走査するレーザビームの先端を検知する光センサを省略し、代わりにミラー１１６−１及び１１６−２により光センサ１０５Ｃ及び１０６Ｃに入射させると共に、ミラー１１６−３及び１１６−４により光センサ１０５Ｋ及び１０６Ｋに入射させる。また、図１１に示すように、Ｋ，Ｍに共通の時間差計測部１０７−１には、光センサ１０５Ｋで生成された先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｋと、光センサ１０６Ｋで生成された後端検知信号ＤＥＴＰ２Ｋとが入力され、それらの時間差に基づいて計測／演算が行われ、Ｙ，Ｃに共通の時間差計測部１０７−２には、光センサ１０５Ｃで生成された先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｃと、光センサ１０６Ｃで生成された後端検知信号ＤＥＴＰ２Ｃとが入力され、それらの時間差に基づいて計測／演算が行われる。そして、時間差計測部１０７−１の出力は、レーザビームが感光体１０４Ｍを走査しているときは倍率補正制御部１１０Ｍに供給され、感光体１０４Ｋを走査しているときは倍率補正制御部１１０Ｋに供給される。同様に、時間差計測部１０７−２の出力は、レーザビームが感光体１０４Ｙを走査しているときは倍率補正制御部１１０Ｙに供給され、感光体１０４Ｃを走査しているときは倍率補正制御部１１０Ｃに供給される。

このように、本発明の第２の実施形態に係るレーザ走査装置は、レーザビームの主走査方向の後端を検知する光センサの数及び先端を検知する光センサの数が現像装置の数より少ない構成であるため、光センサの数を第１の実施形態よりもさらに削減でき、コストダウンが可能である。また、時間差計測部の数も半減するため、さらなるコストダウンが可能である。さらに、光センセの数が少ないため、光センサの性能のバラツキによる色間での相対的な倍率補正精度の低下を防止できる。さらに、一つの時間差計測部で計測／演算したデータを他の色の倍率補正制御部で利用するため、時間差計測回数が低減でき、ソフトウェアの負担を軽減できる。なお、倍率補正制御部、書込クロック生成回路も共通にしてもよい。

次に、第３の実施形態について説明する。
図１２及び１３はそれぞれ本発明の第３の実施形態に係るレーザビーム走査装置及びその電気的構成を説明するための図である。これらの図において、図８及び９と同一の構成要素にはそれらの図で使用した符号を付した。

図１２に示すように、本実施の形態に係るレーザビーム走査装置の構成は第１の実施形態（図８）と同じであり、図１３に示すように、電気的構成は第２の実施形態（図１１）と同じである。光センサ１０５Ｍは感光体１０４Ｍを走査するレーザビームの先端を検知し、光センサ１０５Ｙは感光体１０４Ｙを走査するレーザビームの先端を検知するが、どちらも時間差計測部には供給されない。時間差計測部１０７−１は、レーザビームが感光体１０４Ｋを走査しているときは計測／演算値を倍率補正制御部１１０Ｋに供給すると共に保持し、感光体１０４Ｍを走査しているときは保持している計測／演算値を倍率補正制御部１１０Ｍに供給する。同様に、時間差計測部１０７−２は、レーザビームが感光体１０４Ｙを走査しているときは計測／演算値を倍率補正制御部１１０Ｙに供給するとともに保持し、感光体１０４Ｃを走査しているときは保持している計測／演算値を倍率補正制御部１１０Ｃに供給する。

このように、本発明の第３の実施形態に係るレーザ走査装置は、レーザビームの主走査方向の後端を検知する光センサの数が現像装置の数より少ない構成であるため、コストダウンが可能である。また、時間差計測部の数も半減するため、さらなるコストダウンが可能である。さらに、光センセの数が少ないため、光センサの性能のバラツキによる色間での相対的な倍率補正精度の低下を防止できる。また、１つの時間差計測部で計測／演算したデータを他の色の倍率補正制御部で利用するため、時間差計測回数が低減でき、ソフトウェアの負担を軽減できる。

次に、第４の実施形態について説明する。
図１４及び１５はそれぞれ本発明の第４の実施形態に係るレーザビーム走査装置及びそのの電気的構成を説明するための図である。これらの図において、図８及び９と同一の構成要素にはそれらの図で使用した符号を付した。

図１４に示すように、本実施の形態に係るレーザビーム走査装置は、図３０に示す従来のレーザビーム走査装置から、光センサ１０５Ｋ及び１０６Ｋ、即ち感光体１０４Ｋを走査するレーザビームの先端及び後端を検知する光センサのみ残し、それ以外の光センサを省略したものである。また、図１５に示すように、Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍに共通の時間差計測部１０７には、光センサ１０５Ｋで生成された先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｋと、光センサ１０６Ｋで生成された後端検知信号ＤＥＴＰ２Ｋとが入力され、それらの時間差に基づいて計測／演算が行われ、その結果が倍率補正制御部１１０Ｋ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｙに供給される。なお、倍率補正制御部１１０と書込クロック生成回路１０８も共通にする構成をとってもよい。本実施形態では、Ｋについてのみ光センサ等を設けたが、これはモノクロ作像時にはＫのみしか使用しないことから、使用頻度の最も高いＫについて計測することが好適だからである。

このように、本発明の第４の実施形態に係るレーザ走査装置は、一色だけについて感光体を走査するレーザビームの先端及び後端を検知する光センサ及び時間差計測部を設け、その時間差計測部で計測した時間差データを他の全色の倍率補正制御部で用いるので、コストダウンが可能である。また、時間差計測部の数が最小限となるため、さらなるコストダウン、及びソフトウェアの負担の軽減が可能である。

次に、第５の実施形態について説明する。
図１６は本発明の第５の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。この図において、図９と同一の構成要素には図９で使用した符号を付した。この図はＹについてのみ示しており、他の３色も同様な構成を有する。

本実施形態では、ポリゴンミラー１０２は４本のレーザビームを同時に走査し、光センサ１０５Ｙ、１０６Ｙは４本のレーザビームの主走査方向の先端、後端を同時に検出する。時間差計測部１０７Ｙは、光センサ１０５Ｙで生成された先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｙと、光センサ１０６Ｙで生成された後端検知信号ＤＥＴＰ２Ｙとが入力され、それらの時間差に基づいて計測／演算が行われ、その結果が倍率補正制御部１１０Ｙに供給される。倍率補正制御部１１０Ｙはその出力を書込クロック生成回路１０８Ｙ０，１０８Ｙ１，１０８Ｙ２，１０８Ｙ３に供給する。書込クロック生成回路１０８Ｙ０，１０８Ｙ１，１０８Ｙ２，１０８Ｙ３は、それぞれの書込クロックＰＣＬＫをＬＤ変調装置１０１Ｙ０，１０１Ｙ１，１０１Ｙ２，１０１Ｙ３へ送り、ＬＤ変調装置１０１Ｙ０，１０１Ｙ１，１０１Ｙ２，１０１Ｙ３は、ＬＤ１０９Ｙ０，１０９Ｙ１，１０９Ｙ２，１０９Ｙ３の点灯を書込クロックＰＣＬＫに同期させた画像信号に応じて制御する。ここで、書込クロック生成回路１０８Ｙ０，１０８Ｙ１，１０８Ｙ２，１０８Ｙ３を共通にしてもよい。また、ＬＤ１０９Ｙ０，１０９Ｙ１，１０９Ｙ２，１０９Ｙ３としてＬＤアレイを用いてもよい。

このように、本実施形態によれば、光センサ１０５Ｙ、１０６Ｙに複数本のレーザビームを入射させるので、レーザビーム毎に光センサを設けた場合と比較すると光センセの数を低減できる。このため、光センサの性能のバラツキによる色間での相対的な倍率補正精度の低下を防止できるので、画像品質を低下させずにコストダウンが実現できる。

次に、第６の実施形態について説明する。
図１７及び１８はそれぞれ本発明の第６の実施形態に係るレーザビーム走査装置及びその電気的構成を説明するための図である。これらの図において、図８及び９と同一の構成要素にはそれらの図で使用した符号を付した。

図１７に示すように、本実施形態では、Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍの各色について２本のレーザビームを生成するためのＬＤ１０９Ｙ０，１０９Ｙ１、ＬＤ１０９Ｃ０，１０９Ｃ１、ＬＤ１０９Ｋ０，１０９Ｋ１、ＬＤ１０９Ｍ０，１０９Ｍ１を備えている。また、図１８に示すように、倍率補正制御部１１０Ｙ、１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｋで生成されたデータをそれぞれ書込クロック生成回路１０８Ｙ０，１０８Ｙ１、１０８Ｃ０，１０８Ｃ１、１０８Ｍ０，１０８Ｍ１、１０８Ｋ０，１０８Ｋ１に供給する。書込クロック生成回路１０８Ｙ０，１０８Ｙ１、１０８Ｃ０，１０８Ｃ１、１０８Ｍ０，１０８Ｍ１、１０８Ｋ０，１０８Ｋ１は、それぞれの書込クロックＰＣＬＫをＬＤ変調装置１０１Ｙ０，１０１Ｙ１、１０１Ｃ０，１０１Ｃ１、１０１Ｍ０，１０１Ｍ１、１０１Ｋ０，１０１Ｋ１へ送り、ＬＤ変調装置１０１Ｙ０，１０１Ｙ１、１０１Ｃ０，１０１Ｃ１、１０１Ｍ０，１０１Ｍ１、１０１Ｋ０，１０１Ｋ１は、ＬＤ１０９Ｙ０，１０９Ｙ１、１０９Ｃ０，１０９Ｃ１、１０９Ｍ０，１０９Ｍ１、１０９Ｋ０，１０９Ｋ１の点灯を書込クロックＰＣＬＫに同期させた画像信号に応じて制御する。

つまり、第５の実施形態が光センサ１つ当たり４本のレーザビームを照射するのに対し、本実施形態では２本のレーザビームを照射している。従って、本実施形態でも、第５の実施形態と同様、画像品質を低下させずにコストダウンが実現できる。

次に、第７の実施形態について説明する。
図１９及び２０はそれぞれ本発明の第７の実施形態に係るレーザビーム走査装置及びその電気的構成を説明するための図である。これらの図において、図１７及び１８と同一の構成要素にはそれらの図で使用した符号を付した。

図１９に示すように、本実施形態に係るレーザビーム走査装置では、４色分の感光体１０４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ等がポリゴンミラー１０２の片側に配置されている。また、第４の実施形態と同様に、感光体１０４Ｋを走査するレーザビームについてのみ、その先端を検知する光センサ１０５Ｋ、及び後端を検知する光センサ１０６Ｋを具備する。さらに、第６の実施形態と同様に、各色について２本のレーザビームを走査している。

また、図２０に示すように、Ｙ，Ｃ，Ｋ，Ｍに共通の時間差計測部１０７には、光センサ１０５Ｋで生成された先端検知信号ＤＥＴＰ１Ｋと、光センサ１０６Ｋで生成された後端検知信号ＤＥＴＰ２Ｋとが入力され、それらの時間差に基づいて計測／演算が行われ、その結果が倍率補正制御部１１０Ｋ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｙに供給される。倍率補正制御部１１０Ｙ、１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｋで生成された補正データはそれぞれ書込クロック生成回路１０８Ｙ０，１０８Ｙ１、１０８Ｃ０，１０８Ｃ１、１０８Ｍ０，１０８Ｍ１、１０８Ｋ０，１０８Ｋ１に供給される。書込クロック生成回路１０８Ｙ０，１０８Ｙ１、１０８Ｃ０，１０８Ｃ１、１０８Ｍ０，１０８Ｍ１、１０８Ｋ０，１０８Ｋ１は、それぞれの書込クロックＰＣＬＫをＬＤ変調装置１０１Ｙ０，１０１Ｙ１、１０１Ｃ０，１０１Ｃ１、１０１Ｍ０，１０１Ｍ１、１０１Ｋ０，１０１Ｋ１へ送り、ＬＤ変調装置１０１Ｙ０，１０１Ｙ１、１０１Ｃ０，１０１Ｃ１、１０１Ｍ０，１０１Ｍ１、１０１Ｋ０，１０１Ｋ１は、ＬＤ１０９Ｙ０，１０９Ｙ１、１０９Ｃ０，１０９Ｃ１、１０９Ｍ０，１０９Ｍ１、１０９Ｋ０，１０９Ｋ１の点灯を書込クロックＰＣＬＫに同期させた画像信号に応じて制御する。ここで、倍率補正制御部１１０と書込クロック生成回路１０８も共通にする構成をとってもよい。

次に、第８の実施形態について説明する。
図２１は本発明の第８の実施形態に係るレーザビーム走査装置の構成を示す図である。この図において、図１９と同一の構成要素には図１９で使用した符号を付した。なお、本実施の形態におけるレーザビーム走査装置の電気的構成は第７の実施形態（図２０）と同じである。

図２１に示すように、本実施の形態にレーザビーム走査装置は、第４の実施形態と同様に、感光体１０４Ｋを走査するレーザビームについてのみ、その先端を検知する光センサ１０５Ｋ、及び後端を検知する光センサ１０６Ｋを具備する。さらに、第６の実施形態と同様に、各色について２本のレーザビームを走査している。つまり、本実施形態は、第７の実施形態において、ポリゴンミラー１０２の片側に配置されている４色分の感光体を２色分ずつポリゴンミラー１０２の両側に分配して対向配置したものと言える。

次に、第９の実施形態について説明する。
図２２は本発明の第９の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。この図において、図３１（従来装置）と同一の構成要素には図３１で使用した符号を付した。

本実施の形態では、ある色（図ではＫ）の感光体を走査するレーザビームの先端又は後端を検出する光センサが故障する等の原因で、時間差計測部が正確な時間差データを取得できなかった場合は、他の色（図ではＭ）の時間差計測部で取得した時間差データで代用する。このため、従来は例えば光センサ１０６Ｋが故障した場合は、それを交換する迄は時間差計測部１０７Ｋから時間差データが得られなかったため、Ｋについては倍率補正動作ができなかったが、本実施形態によれば、時間差計測部１０７Ｍからの時間差データを用いることで、精度はやや低下するもののＫについての倍率補正動作可能になる。なお、図２２において、例えば図９と同様に光センサ１０６Ｙを省略してもよい。

次に、第１０の実施形態について説明する。
図２３は、第１０の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。第１０の実施形態にかかる画像形成装置は、第１〜９の実施形態の画像形成装置とほぼ同様の構成のタンデム方式のフルカラー機である。第１〜９の実施形態の画像形成装置と異なる点は、位置合わせセンサ２３１０が設けられている点であり、その他の構成は、図１に示した第１〜９の実施形態の画像形成装置の構成と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。すなわち、第１０の実施形態にかかる画像形成装置では、特定の色と異なる色に対応する画像信号のタイミングを、特定の色に対して計測された時間差データに基づいて変化させることにより、主走査方向の倍率を補正する倍率補正制御部１１０を有する第２、３、４、７に係る画像形成装置に、これ以降説明する色ずれ量算出および色ずれ補正の処理を適用している。

位置合わせセンサ２３１０は、転写ベルト３に予め形成された色ずれ検出用パターンを検知するものであり、照射光を出射する光源２３０７と中間転写ベルト３により反射された照射光を受光する受光センサ２３０８とを備えている。光源２３０７は、例えば、ＬＥＤ、ＬＤなどであり、受光センサ２３０８は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）やフォトトランジスタなどである。

図２４は、中間転写ベルト３に形成された色ずれ検出用パターンの例を示す模式図である。図２４に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの四色を用いて描画した横線と斜線のパターンを中間転写ベルト３に形成し、この色ずれ検出用パターンを位置合わせセンサ２３１０により読み取って、横線と斜線の長さ（ΔＳｃ，ΔＳｋ，ΔＳｙ，ΔＳｍ）をタイマで計測し、色ずれ量算出部によって、計測値から主走査の位置ずれ量に変換し、制御部（図示せず）によって主走査ならびに副走査の書き込みタイミングを調整することによって色ずれを補正している。算出した色ずれ量は後に用いるため、メモリ（図示せず）に保持しておく。なお、本実施の形態では、中間転写ベルト３に色ずれ検出パターンを形成しているが、この他、搬送ベルトなどの中間媒体に色ずれ検出パターンを形成するように構成してもよい。

図２５は、色ずれ補正処理に関連する各部の関係を示すブロック図である。ここで、倍率補正制御部１１０、書込クロック生成回路１０８、ＬＤ変調装置１０１については、第１〜第９の実施形態と同様である。

サーミスタ２５０４は、装置設置場所の雰囲気温度や装置内の局所温度を検知し、検知した温度を色ずれ量算出部２５０２に送出するものである。プリンタコントローラ２５０３は、印刷枚数をカウントして、カウントした印刷枚数を色ずれ量算出部２５０２に送出する。

色ずれ量算出部２５０２は、位置合わせセンサ２３１０で読み取った色ずれ検出用パターンから色ずれ量を算出する処理部である。色ずれ検出用パターンを読み取って色ずれ量算出部２５０２で求めた色ずれ量は、メモリに保持されており、サーミスタ２５０４から入力された温度によって、メモリに保持された相対色ずれ量と、サーミスタから入力された温度によって色ごとにオフセット量（値）を算出し、オフセット量を倍率補正制御部１１０へ加算して倍率を補正するかどうかを判断する。具体的には、色ずれ量算出部２５０２は、サーミスタ２５０４から出力された温度のアナログデータを内部のＡ／Ｄコンバータで読み取っている。また、色ずれ量算出部２５０２は、プリンタコントローラ２５０３から入力された印刷枚数によって倍率補正制御部１１０へ加算するオフセット量の算出処理と倍率補正制御部１１０への加算を開始するか否かを判断する。色ずれ量算出部２５０２は、さらに、メモリ２５０１を参照して、温度と色ずれ量の対応関係および印刷枚数と色ずれ量の対応関係に基づいて色ずれ量を算出する。

Ｙ色を、時間差を行う測定色とすると、倍率補正制御部１１０は、例えば、色ずれ量算出部２５０２によって算出された色ずれ量と現在の温度に基づいたオフセット量を他の色（Ｋ，Ｍ，Ｃ色）の時間差データに付与することにより主走査倍率を補正する。ここで、オフセット量とは、倍率補正制御部１１０や書き込みクロック生成回路１０８で該当色（例えばＣ色）に対して次式で計算を行い、Ｙ色の測定したデータをＣ色で用いるために補正をかける値である。
（基準色［Ｙ色］の時間差データ）＋（Ｃ色の倍率を補正するためのオフセット量）
例えば、Ｃ色に＋２ドット、Ｍ色に−１．３ドット等のように固定値をオフセット量として用いる他、＋２ドットＣ／℃のように温度に比例した値などをオフセット量として用いてもよい。

メモリ２５０１には、予め、環境データとしての装置設置場所の雰囲気温度や装置内の局所温度と色ずれ量の対応関係と、環境データとしての印刷枚数と色ずれ量の対応関係とが記録されている。これは、温度と主走査倍率長さの間、および印刷枚数と主走査倍率長さの間には一定の相関があるためである。ここで、環境データは、温度、湿度（相対湿度、絶対湿度）、気圧、振動、印刷枚数などが該当する。トナーと中間転写体としてよく使用されるポリイミドは、湿度が下がると縮むので湿度と色ずれの関係をメモリ２５０１等に保存して装置内に保持することがある。

図２６は、温度と色ずれ量の対応関係を示すプロットを１次関数で近似したグラフである。図２６では、画像形成装置の書込ユニット内の温度と、Ｋ色に対するＹ、Ｃ、Ｍ色の温度変化に対する色ずれ量の関係を示している。具体的には、図２６は、Ｋ色に対する各色の色ずれ量、すなわちＣ−Ｋ、Ｍ−Ｋ、Ｙ−Ｋを示している。図２６に示すように、これらの各々の組において線形近似（１次関数による近似）を行っており、Ｍ−Ｋでは−１０μｍ／℃、Ｃ−Ｋでは−５１μｍ／℃、Ｙ−Ｋでは−６２μｍ／℃変化することがわかる。

ここで、本実施形態の光学系は対向走査であり、ＫＭ側は正方向走査であり、ＹＣ側は反対走査である。Ｋと同じ方向から走査するＭは１℃あたり１０μｍ程度しかずれず、対向走査であるＹやＣは５０〜６０μｍ程度ずれる。これは主走査長さが１℃あたり２５〜３０μｍ伸びたことを示している。

色ずれ量算出部２５０２では、メモリ２５０１から上記データを読み出して、倍率補正制御部１１０によって、例えばサーミスタの温度が１℃変化するごとにＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃ全色の主走査長さを、上記変化量から求めた長さ（約５μｍ／℃程度）を線形的に変化させることにより主走査倍率補正を行い、色ずれを防止している。

ここで、図２６に示すように、温度と色ずれ量の関係を、１次式で線形近似した場合には、例えば、１５−２５℃の場合には、１０μｍ／℃、２５−３５℃の場合には２５μｍ／℃のように、温度と色ずれ量の関係を正確に表現することができない場合がある。このような場合には、温度と色ずれ量の対応関係を示すプロットを２次関数で近似すればよい。

図２７は、温度と色ずれ量の対応関係を示すプロットを２次関数で近似したグラフである。図２７のように、温度によるデータの変化を２次関数の式で近似することにより、1次関数による線形近似の場合に比べて、より正確な対応関係を得ることができる。

なお、印刷枚数と色ずれ量についても、温度と色ずれ量の対応関係と同様に、図２６のような１次式で線形近似した対応関係、図２７のような２次関数で近似した対応関係がある。

次に、以上のように構成された第１０の実施形態にかかる画像形成装置による倍率補正処理について説明する。図２８は、温度に基づいた倍率補正処理の手順を示すフローチャートである。

まず、温度差ΔＴを０で初期化して、基準温度Ｔをサーミスタ２５０４から取得する（ステップＳ１１）。そして、１０秒おきに、サーミスタ温度Ｔａをモニタリングする（ステップＳ１２）。そして、次の（１）式が成立するか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここで、ΔＴは（２）式で示される。

ΔＴ≧２ ・・・（１）
ΔＴ＝｜Ｔａ−Ｔ｜ ・・・（２）
そして、（１）式が成立する場合、すなわち温度差ΔＴが一定の閾値以上である場合には、ステップＳ１２の処理を繰り返す。一方、（１）式が成立せず、温度差ΔＴが一定の閾値より小さい場合には、色ずれ量算出部２５０２は補正開始信号を生成する（ステップＳ１４）。そして、補正開始信号が生成されると、倍率補正制御１１０は、メモリに保持されている色ずれ量からオフセット量を算出し、基準色時間差測定の実施を行って、オフセット量を時間差データに付加する処理を行い（ステップＳ１５）、第１〜第９の実施形態と同様に主走査の倍率補正を行う（ステップＳ１６）。ここで、上述したとおり、メモリに保持されている色ずれ量は、色ずれ検出パターンを読み込んでメモリの温度と色ずれ量の対応関係を参照して求められる。

図２９は、印刷枚数に基づいた倍率補正処理の手順を示すフローチャートである。まず、色ずれ補正の間隔となる印刷枚数（補正間隔枚数）を例えば１０枚のように設定する（ステップＳ２１）。そして、プリンタコントローラ２５０３により印刷枚数ａを初期値０に設定する（ステップＳ２２）。次に、１枚印刷を行うごとに印刷枚数ａをカウントアップする（ステップＳ２３）。

そして、印刷枚数ａがステップＳ２１で設定した補正間隔枚数（図２９では１０枚）に達したか否かを判断する（ステップＳ２４）。そして、印刷枚数ａが補正間隔枚数に達していない場合には、ステップＳ１３の処理を繰り返し行う。一方、印刷枚数ａが補正間隔枚数に達した場合には、色ずれ量算出部２５０２は補正開始信号を生成する（ステップＳ２５）。そして、補正開始信号が生成されると、倍率補正制御１１０は、メモリに保持されている色ずれ量からオフセット量を算出し、基準色時間差測定の実施を行って、オフセット量を時間差データに付加する処理を行い（ステップＳ２６）、第１〜第９の実施形態と同様に主走査の倍率補正を行う（ステップＳ２７）。ここで、上述したとおり、メモリに保持されている色ずれ量は、色ずれ検出パターンを読み込んでメモリの印刷枚数と色ずれ量の対応関係を参照して求められる。

このように第１０の実施形態にかかる画像形成装置では、中間転写ベルト３に形成された色ずれ検出パターンを読み込んで、メモリに記憶された印刷枚数と色ずれ量の対応関係を参照して色ずれ量を求め、この色ずれ量からオフセット量を求めて時間差データに付与して主走査の倍率補正を行っているので、色ずれのない画像形成を行うことができる。

また、第１０の実施形態にかかる画像形成装置では、上記のような色ずれ量の算出および主走査の倍率補正を、特定の色と異なる色に対応する画像信号のタイミングを、特定の色に対して計測された時間差データに基づいて変化させることにより、主走査方向の倍率を補正する倍率補正制御部１１０を有する第２、３、４、７に係る画像形成装置に適用することで、部品点数を少なくして製造コストを低減しつつ、色ずれのない画像形成を行うことができる。

なお、以上の各実施形態では４色をＹ，Ｃ，Ｋ，Ｍの順に配列しているが、色の配列についてはこれに限定されるものではなく、例えばＹＣＭＫ等様々な構成がある。また、以上の各実施形態では、主走査方向の有効書込み領域外の先端側、後端側で光センサによりレーザビームを検知し、それらの時間差を計測しているが、例えば図２のポリゴンミラー１０２と、ｆθレンズ１０３との間、又はｆθレンズ１０３と感光体１０４との間にて、主走査方向の有効書込み領域内のレーザビームをハーフミラー等により分岐し、光センサに導くように構成してもよい。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 図１における書込みユニットの電気的構成の概要を説明するための図である。 図１における書込みユニットの倍率補正動作の概要を示すフローチャートである。 図２における書込みクロック生成回路の構成を示すブロック図である。 図４における書込みクロック制御回路の構成を示すブロック図である。 図５の書込みクロック制御回路の動作タイミング図である。 図５の書込みクロック制御回路の動作タイミング図である。 図５の書込みクロック制御回路の動作タイミング図である。 図５の書込みクロック制御回路にて書込みクロックＰＣＬＫの位相を１クロックごとに変化させた場合の動作タイミングを示す説明図である。 図１における書込みユニットの４色分の構成を示す図である。 図８の電気的構成を説明するための図である。 第２の実施形態に係るレーザビーム走査装置の構成を示す図である。 第２の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。 第３の実施形態に係るレーザビーム走査装置の構成を示す図である。 第３の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。 第４の実施形態に係るレーザビーム走査装置の構成を示す図である。 第４の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。 第５の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。 第６の実施形態に係るレーザビーム走査装置の構成を示す図である。 第６の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。 第７の実施形態に係るレーザビーム走査装置の構成を示す図である。 第７の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。 第８の実施形態に係るレーザビーム走査装置の構成を示す図である。 第９の実施形態に係るレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。 第１０の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 中間転写ベルト３に形成された色ずれ検出用パターンの例を示す模式図である。 色ずれ補正処理に関連する各部の関係を示すブロック図である。 温度と色ずれ量の対応関係を示すプロットを１次関数で近似したグラフである。 温度と色ずれ量の対応関係を示すプロットを２次関数で近似したグラフである。 温度に基づいた倍率補正処理の手順を示すフローチャートである。 印刷枚数に基づいた倍率補正処理の手順を示すフローチャートである。 従来のレーザビーム走査装置の構成を示す図である。 従来のレーザビーム走査装置の電気的構成を説明するための図である。

符号の説明

１ 書込みユニット
３ 中間転写ベルト
２１ 像担持体
２３ 現像装置
１０１ ＬＤ変調装置（ＬＤドライバ）
１０２ ポリゴンミラー
１０３ ｆθレンズ
１０４ 感光体
１０５，１０６ 光センサ
１０７ 時間差計測部
１０８ 書込クロック生成回路
１０８−１ 周波数変調部
１０８−２ 位相制御部
１０９ ＬＤ
１１０ 倍率補正制御部
２３０７ 光源
２３０８ 受光センサ
２３１０ 位置合わせセンサ
２５０４ サーミスタ
２５０２ 色ずれ量算出部
２５０３ プリンタコントローラ

Claims (20)

1. 異なる複数色のそれぞれに対応する画像信号により変調された複数のレーザ光を主走査方向に偏向制御して前記複数色のそれぞれに対応した複数の像担持体上に照射するレーザ光走査部と、
   前記複数の像担持体上に前記レーザ光が照射されることにより書込まれた潜像画像を可視化する複数の現像部と、
   可視化された潜像画像を被転写体に転写する転写部と、
   前記レーザ光が照射される前記像担持体の主走査線上の所定の位置における検出時刻を検出する第１のレーザ光検出部と、
   前記主走査線上の前記所定の位置と異なる位置における検出時刻を検出する第２のレーザ光検出部と、
   前記第１のレーザ光検出部による検出時刻と前記第２のレーザ光検出部による検出時刻の時間差を計測する時間差計測部と、
   計測された前記時間差に基づいて前記画像信号のタイミングを変化させることにより主走査方向の倍率を補正する倍率補正制御部と、
   前記第１のレーザ光検出部と前記第２のレーザ光検出部は、所定の色に対応した前記像担持体の近傍に設けられ、
   前記倍率補正制御部は、前記所定の色と異なる色に対応する前記画像信号のタイミングを、前記所定の色に対して計測された前記時間差に基づいて変化させることにより、前記主走査方向の倍率を補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の像担持体は、前記レーザ光走査部の両側に２色づつ配置されており、
   前記倍率補正制御部は、片側２色のうち１色に対応する前記画像信号のタイミングを、他方の１色に対して計測された前記時間差に基づいて変化させることにより、前記主走査方向の倍率を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の像担持体は、前記レーザ光走査部の両側に２色づつ配置されており、
   前記第１のレーザ光検出部と前記第２のレーザ光検出部と前記時間差計測部とは、全色の中で１色に対応する前記像担持体のみに対応して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第２のレーザ光検出部の数が前記現像部の数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記第１のレーザ光検出部は、前記像担持体の有効書込み領域外の先端側に設けられ、
   前記第２のレーザ光検出部は、前記像担持体の有効書込み領域外の後端側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記第１のレーザ光検出部と前記第２のレーザ光検出部は、前記像担持体の有効書込み領域内のレーザ光を分岐した光を検出することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１のレーザ光検出部の数は、前記現像部の数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記時間差計測部の数は、前記現像部の数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記第１のレーザ光検出部および前記第２のレーザ光検出部は、複数のレーザ光を入射することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記第２のレーザ光検出部は、複数設けられ、
    前記時間差計測部は、前記第２のレーザ光検出部の１つに異常が発生した場合に、正常な他の第２のレーザ光検出部により、前記時間差を計測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記時間差計測部は、正常な他の第２のレーザ光検出部と該第２のレーザ光検出部に対応する前記第１のレーザ光検出部により、前記時間差を計測することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 被転写体に転写された色ずれ検出用パターン像を読み取る検知部と、
    転写されたトナー像に基づいて色ずれ量を算出する色ずれ算出部と、を更に備え、
    前記倍率補正制御部は、さらに、前記色ずれ算出部によって算出された前記色ずれ量に基づいて、前記画像信号のタイミングを変化させることにより主走査方向の倍率を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
13. 前記倍率補正制御部は、環境データの変化に基づいて、前記色ずれ量に基づく前記主走査の倍率の補正を開始することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記倍率補正制御部は、前記時間差にオフセット量を付与して、前記主走査の倍率を補正することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記環境データとして前記画像形成装置内部の温度を検知する温度検知部を更に備え、
    前記倍率補正制御部は、前記温度検知部によって検知された温度に基づいて、前記時間差にオフセット量を付与して、前記主走査の倍率を補正することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記環境データとして印刷枚数を計測する印刷量計測部を更に備え、
    前記倍率補正制御部は、前記印刷量計測部によって計測された印刷枚数に基づいて、前記時間差にオフセット量を付与して、前記主走査の倍率を補正することを特徴とする請求項１４または１５に記載の画像形成装置。
17. 前記オフセット量は、一次関数によって決定されることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
18. 前記オフセット量は、二次関数によって決定されることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
19. 前記倍率補正制御部は、
    前記画像信号の書込みタイミングを変更することにより倍率補正を行う周波数変調部と、
    １画素以下の単位で任意の画素の書込みタイミングを変更することにより倍率補正を行う位相変調部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
20. 異なる複数色のそれぞれに対応する画像信号により変調された複数のレーザ光を主走査方向に偏向制御して前記複数色のそれぞれに対応した複数の像担持体上に照射し、
    複数の現像部のそれぞれによって、前記複数の像担持体上に前記レーザ光が照射されることにより書込まれた潜像画像を可視化し、
    可視化された潜像画像を被転写体に転写し、
    第１のレーザ光検出部によって、前記レーザ光が照射される前記像担持体の主走査線上の所定の位置における検出時刻を検出し、
    第２のレーザ光検出部によって、前記主走査線上の前記所定の位置と異なる位置における検出時刻を検出し、
    前記第１のレーザ光検出部による検出時刻と前記第２のレーザ光検出部による検出時刻の時間差を計測し、
    計測された前記時間差に基づいて前記画像信号のタイミングを変化させることにより主走査方向の倍率を補正し、
    所定の色と異なる色に対応する前記画像信号のタイミングを、前記所定の色に対して計測された前記時間差に基づいて変化させることにより、前記主走査方向の倍率を補正する、
    ことを含むことを特徴とする画像形成方法。

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